DYNAMIKA - Výkon, příkon a účinnost

Transkript

1 Název projektu: Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemeslech Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.30/ Příjemce: SPŠ strojnická a SOŠ profesora Švejcara Plzeň, Klatovská 109 Tento projekt je spolufinancován Evropskou unií a státním rozpočtem České republiky Produkt: Zavádění cizojazyčné terminologie do výuky odborných předmětů a do laboratorních cvičení DYNAMIKA - Výkon, příkon a účinnost Návod v českém jazyce Číslo tématu: 4a Monitorovací indikátor: NÁVOD K TÉMATU: 4a Vytvořeno ve školním roce: 2012/2013 1

2 Obor: M/01 Elektrotechnika Mechatronika Předmět: Mechanika Ročník: 2. Zpracoval: Ing. Josef Gruber; přeložila: Bc. Veronika Mádlová DYNAMIKA - Výkon, příkon a účinnost Druh vyučovací hodiny: Hodina výkladu Didaktické pomůcky: Učebnice a pracovní sešit (Gruber, J. Dynamika.) Vzdělávací cíl: Žák definuje výkon, uvede jednotky, vypočítá výkon síly a krouticího momentu, vyjádří účinnost. Výchovný cíl: Metodické řešení problému, analýza úloh. Fáze hodiny: 1. Opakování z předcházející vyučovací hodiny - Formulujte zákon zachování hybnosti; jak se projevuje u pohonu letadla tryskovým motorem? - Jak se vypočítá mechanická práce šikmé síly? Upřesněte tvrzení, že nakloněná rovina uspoří práci. - Formulujte zákon zachování mechanické energie. Dáno: Charpyho kladivo pro zkoušku rázem v ohybu. Maximální energie kladiva je E = 300 J, poloměr rotace R = 1 m a úhel v horní poloze 60. Určete: hmotnost kladiva m a rychlost v dolní poloze před kontaktem se vzorkem. Kladivo řešte jako hmotný bod na nehmotné tyči. 2. Motivace 2

3 Motivační rozhovor o parametrech výrobků s důrazem na výkon, spotřebu, účinnost. Využít znalosti těchto pojmů z předchozího vzdělávání. 3. Výklad nového učiva a) Definice a výpočet výkonu síly a momentu. - Výkon ( pracovní efekt ) je práce vykonaná za jednotku času. Uvést základní vztah pro výkon a jednotky. - Výkon síly a krouticího momentu. Upozornit na analogii mezi přímočarým a rotačním pohybem. b) Účinnost. - Zákon zachování energie, skutečná podstata tzv. ztrát energie. - Účinnost a způsoby vyjádření. - Celková účinnost zařízení (sériové řazení mechanických soustav), násobení dílčích účinností. 4. Zápis do sešitu - Zdůraznit základní znalosti, tj. definice pojmu a základní výpočtový vztah. Nesuplovat učebnici. 5. Příklady - Příklad z učebnice (řešený, žáci se snaží řešit samostatně, učebnici použijí v případě problému): Dáno: Jeřáb zvedá břemeno m = 5 t za 20 s do výšky 5 m. Určete: příkon elektromotoru v kw, jestliže celková účinnost je 70 %. Řešení: Výkon potřebný pro rovnoměrné zvedání břemene: P 2 = G v = mg h t = ,81 5 = ,5 (W) 20 Příkon: P 1 = P 2 η = ,5 0,7 = ,29 (W) = 17,5 (kw) 3

4 Dáno: Výkon vznětového motoru je měřen brzděním. Rameno brzdy délky r = 0,6 m je spojeno s měřicím zařízením, které ukazuje sílu F = 500 N. Otáčky motoru jsou v daný okamžik n = min -1. Určete: výkon motoru. 6. Zadání domácího úkolu Dáno: Pohon stroje je realizován motorem a převodovkou. Krouticí moment motoru je M km = 1000 Nm, otáčky motoru n M = min -1. Účinnost motoru je 98 %, účinnost převodovky je 96 % a účinnost stroje je 94 %. Určete: potřebný příkon motoru a výkon pracovního stroje. 7. Závěr - Zhodnocení hodiny a aktivity žáků při řešení úloh. Zdroj: GRUBER, J., Mechanika IV- Dynamika. SPŠS a SOŠ prof. Švejcara, Plzeň. Dostupné z www: 4

5 DYNAMIKA - Výkon, příkon a účinnost - DYNAMICS - Power, input power, efficiency - slovníček odborných termínů Vocabulary dynamika energie energie kinetická energie potenciální hmotnost hmotnost hmotného bodu hmotnost tuhého tělesa hmotný bod hybnost krouticí moment mechanická práce motor ohyb pohyb samosvorný síla síla setrvačná silové pole silové pole potenciální tření tuhé těleso účinnost účinnost mechanická výkon výkon síly výkon užitečný výkon vstupní (příkon) zákon zachování hybnosti zákon zachování mech. energie Slovníček dynamics energy kinetic energy potential energy mass mass of a particle mass of a rigid body particle momentum torque work engine bending motion self-locking force inertia force field of force conservative field of force friction rigid body efficiency mechanical efficiency power power of a force effective power input power principle of conservation of momentum principle of conservation of mechanical energy 5